高三物理第16讲：动量守恒定律（教师版）.docxVIP

第16讲 动量守恒定律（教师版） 1．动量守恒定律的内容一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。 即：2．动量守恒定律成立的条件（1）系统不受外力或者所受外力之和为零；（2）系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；（3）系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上 动量守恒。（4）全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段 系统动量守恒。3．动量守恒定律的表达形式（1），即p1+p2=p1/+p2/，（2）Δp1+Δp2=0，Δp1= -Δp2 和1.动量守恒条件的判断； 2.应用动量守恒定律解决物体间的相互作用问题 。 例1．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则( )． A．小木块和木箱最终都将静止B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动解析：系统不受外力，系统动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，B正确．答案：B例2．光滑水平面上两小球a、b用不可伸长的松弛细绳相连．开始时a球静止，b球以一定速度运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动量________(填“守恒”或“不守恒”)；机械能________(填“守恒”或“不守恒”)．解析：动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零，与系统的内力无关．机械能守恒的条件除了重力之外无其他外力做功只是系统机械能守恒的必要条件，还要系统内力做功之和为零，而本情景中在细绳绷直的瞬间有内力做功，将部分机械能转化为内能，故机械能不守恒．答案：守恒；不守恒例3．在光滑水平面上 ，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B球的速度大小可能是________．(填选项前的字母)A．0.6v B．0.4v C．0.3v D．0.2v解析：根据动量守恒定律得：mv＝2mvB－mvA化简可得，vA＝2vB－v，因vA0，所以vB，故只有A项正确．答案：A例4.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图1－1－9所示．则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )．A．动量守恒，机械能守恒B．动量不守恒，机械能守恒C．动量守恒，机械能不守恒D．无法判定动量、机械能是否守恒解析：动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零，本题中子弹、木块、弹簧组成的系统，水平方向上不受外力，竖直方向上受合外力之和为零，所以动量守恒．机械能守恒的条件是系统除重力、弹力做功外，其他力对系统不做功，本题中子弹穿入木块瞬间有部分机械能转化为内能(发热)，所以系统的机械能不守恒．故C选项正确．A、B、D错误．答案：C例5.甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，如图所示，甲和他的冰车质量共为M＝30 kg，乙和他的冰车质量也是30 kg.游戏时，甲推着一个质量未知的小木箱子m，和他一起以大小为v0＝20 m/s的速度滑动，乙以同样大的速度迎面而来．为了避免相撞，甲突然将小木箱沿冰面以v＝52 m/s的速度推给乙，木箱滑到乙处时乙迅速把它抓住，这样恰好避免了甲、乙相撞，若不计冰面的摩擦力，求小木箱的质量．解析：为避免相撞，至少要求甲推出小木箱后自己的速度和乙接住小木箱后的速度大小相等，方向相同，设这个速度为v′.这一过程甲、乙、小木箱组成的系统所受合外力为零，动量守恒．有(M＋m)v0－Mv0＝(2M＋m)v′①再研究甲推箱子的过程，此过程也满足动量守恒定律，则(M＋m)v0＝Mv′＋mv②由①②两式可解得小木箱质量为m＝15 kg.答案：15 kg例6. 某同学用图所示的装置通过半径相同的A、B两球(mAmB)的碰撞来验证动量守恒定律．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次．图甲中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点．B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐． (1)碰撞后B球的水平射程应取为________cm；(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量(　　)．A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B．A球与B球碰撞后，测量A球